運(yùn)動生理學(xué)視角下的有氧運(yùn)動

1氧氣運(yùn)動對人體的影響1.1能源貯備庫的調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)氧氣運(yùn)動的代謝主要依靠氧氣代謝，即在氧化過程中向破產(chǎn)中氧化糖、脂肪和蛋白質(zhì)。代謝過程釋放能量合成ATP,糖、脂肪和蛋白質(zhì)被稱作細(xì)胞的燃料。糖是人體組織細(xì)胞的重要組成部分,占人體能量來源的70%左右,以糖元的形式存在。有氧運(yùn)動時首先消耗肌糖元,當(dāng)肌糖元不足時由血糖補(bǔ)充,肝糖元又不斷補(bǔ)充血糖。長時間鍛煉能改善運(yùn)動時身體的血液分配。脂肪是體內(nèi)最大的能源貯備庫,也是運(yùn)動中身體補(bǔ)充能量的一個重要來源。在較長時間低強(qiáng)度的有氧運(yùn)動中脂肪氧化供能超過糖的酵解供能。在運(yùn)動的開始階段,有部分糖酵解供能,因而血乳酸濃度稍有上升,隨著進(jìn)一步運(yùn)動,呼吸系統(tǒng)供氧能力和循環(huán)系統(tǒng)線粒體利用率的提高,血乳酸逐漸恢復(fù)到安靜時或稍高于安靜時的水平,同時脂肪酸供能的相對比例隨運(yùn)動時間延長而增長。這一過程可以有效防止脂肪在體內(nèi)過多地貯存。耐力訓(xùn)練適應(yīng)后,有氧運(yùn)動可使脂肪酸供能的比例提高,例如經(jīng)12周耐力訓(xùn)練的人,運(yùn)動中脂肪酸供能比例(53%)明顯比對照者(40%)高。這將引起運(yùn)動中吸收和利用血糖的比例降低,使人體在運(yùn)動時保持較高水平的血糖。這種適應(yīng)性變化的意義在于提高維持血糖正常水平的能力,有利于人體保持長時間的運(yùn)動能力和預(yù)防血糖癥的發(fā)生。另外,有氧代謝運(yùn)動可以促進(jìn)膽固醇的代謝與分解。低強(qiáng)度耐力運(yùn)動時,由脂肪氧化供能約占肌肉能量來源的60%,同時還能提高體內(nèi)脂蛋白酶的活性,加速含有甘油三脂的LDL(低密度脂蛋白,可大塊沉積在血管壁上)分解,這樣就降低了血脂總量,而使HDL量升高。HDL是高密度脂蛋白,重要功能是薄薄地附在動脈管壁上起保護(hù)作用,還能清除其他脂類物質(zhì)在血管壁上的沉積。因此對預(yù)防動脈粥樣硬化和冠心病具有積極的作用。1.2對心臟功能的影響耐力性有氧運(yùn)動對心臟的作用大致分為兩種:一是可以改善心率變化;二是可以增強(qiáng)心肌力量。心率是反映心臟功能強(qiáng)弱的標(biāo)志,運(yùn)動對心臟功能造成的影響可以通過心率的變化來進(jìn)行判斷。人體運(yùn)動對循環(huán)功能的主要影響是使心輸出量增加,使各組織器官的血流量重新分配,特別是骨骼肌的血流量迅速增加,以滿足其代謝增強(qiáng)時的能量供應(yīng)。心臟具有一定的儲備能力,平時心輸出量大約只有最大輸出量的1/4。有氧運(yùn)動可增大這種力量,即增大心肌力量,進(jìn)而增加心輸出量,從而提高人體的活動能力。1.2.1保持心率較低健康成年人的心率為:男65~75次/min,女70~80次/min。長期堅(jiān)持鍛煉的人,安靜狀態(tài)下心率可比正常人略低一些,如田徑運(yùn)動員的心率大多為50次/min左右,馬拉松運(yùn)動員的心率只有40次/min左右。也就是說長年堅(jiān)持有氧運(yùn)動能使心率保持在較低水平(安靜狀態(tài)下心率低,說明心臟功能強(qiáng)、潛力大),原因之一就是控制心臟活動能力的中樞神經(jīng)系統(tǒng)對運(yùn)動的一種適應(yīng)性反應(yīng);原因之二是心臟容積增大,心臟收縮力加強(qiáng),使每搏輸出量增多的結(jié)果。通過對比可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員心臟負(fù)擔(dān)比較小,因?yàn)樗糠昼娨日Ｈ松偬?0~30次,每天可少跳2~3萬次,這說明心臟工作的效率高且節(jié)約能量。心臟每次收縮后有一個較長時間的舒張期,從而使心臟得到充分地休息,有效地防止心臟過度疲勞,形成一種自然防御機(jī)制。1.2.2n0.33l運(yùn)動量與最大吸氧量輸出量間的關(guān)系每分輸出量與心率、每搏輸出量的關(guān)系是:每分輸出量=心率×每搏輸出量。下面有兩組數(shù)據(jù)可供比較:安靜狀態(tài)下:一般人群:4.9L=70次/min×0.07L運(yùn)?動?員:4.5L=50次/min×0.09L最大強(qiáng)度運(yùn)動:一般人群:22L=195次/min×0.113L運(yùn)?動?員:37L=195次/min×0.19L通過比較可知,安靜狀態(tài)下一般人和運(yùn)動員的每分輸出量相差不大。而當(dāng)以最大強(qiáng)度運(yùn)動時,假定兩者心率都可達(dá)到平均最高值195次/min,運(yùn)動員的每搏輸出量可以從安靜狀態(tài)時的0.09L增加到0.19L,每分輸出量可高達(dá)37L。一般人則由0.07L增加到0.113L,每分輸出量可提高到22L,由此可見二者在心臟儲備能力上存在著明顯差別,并可以充分說明通過運(yùn)動鍛煉可以增強(qiáng)心臟功能。每搏輸出量的增多說明心臟對鍛煉的適應(yīng)性能力得到了提高。每搏輸出量與最大吸氧量呈正比例關(guān)系,運(yùn)動時心搏出量的變化直接影響機(jī)體各器官的有氧代謝。當(dāng)心搏出量達(dá)最高峰時,吸氧量也達(dá)最高峰,因此心搏出量又是決定有氧代謝能力的關(guān)鍵。有氧代謝供能能力又是全身耐力的原動力。有氧運(yùn)動可使心搏出量增大,可以提高耐力水平。1.3對健康的影響在進(jìn)行某種運(yùn)動時,常會發(fā)生身體局部(大腿或小腿部)痙攣、麻木、疲勞等癥狀,而使運(yùn)動無法進(jìn)行下去。這種現(xiàn)象在平時缺乏鍛煉者身上更易發(fā)生,這實(shí)際上就是肌肉耐力低下的表現(xiàn)。肌肉耐力與氧的供給量具有密切的關(guān)系,毛細(xì)血管血液含量多時,肌肉對氧的利用率就高。運(yùn)動鍛煉能增加毛細(xì)血管的數(shù)量和血液含量,因此長期的鍛煉能提高肌肉耐力。有些人認(rèn)為,只要堅(jiān)持參加運(yùn)動,身體素質(zhì)就能提高,對健康就會有益,這種看法實(shí)際上并無科學(xué)根據(jù)。從科學(xué)角度講,運(yùn)動與體力的關(guān)系并非如此簡單。運(yùn)動種類、運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動質(zhì)量等條件的不同,所產(chǎn)生的鍛煉效果也必然不同。從本質(zhì)上看,爆發(fā)力的鍛煉形式只能增強(qiáng)局部肌肉耐力,上肢握力練習(xí)的結(jié)果只是提高了上肢的臂力與腕力。所以,只有對呼吸、循環(huán)系統(tǒng)功能刺激強(qiáng)的全身性耐力運(yùn)動(有氧代謝運(yùn)動),才能有效地提高人體體力。有氧運(yùn)動對人體健康來說具有不可估量的功效。堅(jiān)持不懈地進(jìn)行有氧運(yùn)動,能夠使機(jī)體的呼吸、循環(huán)、消化、神經(jīng)、內(nèi)分泌等系統(tǒng)得到自然的刺激,可以促進(jìn)青少年的生長發(fā)育;可使中年人保持旺盛的精力,并發(fā)揮各器官的正常效能;可以減緩老年人的體力衰退,總之積極進(jìn)行有氧運(yùn)動鍛煉對增進(jìn)人體健康有著巨大的作用。2大肌肉群的運(yùn)動了解了以上有氧運(yùn)動對人體生理影響的機(jī)理后,就可以有針對性地設(shè)計(jì)有氧健身的處方,在設(shè)計(jì)時應(yīng)注意掌握設(shè)計(jì)有氧運(yùn)動處方的條件。根據(jù)美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)會(AmericanCollegeofSportsMedicine)的聲明以及有關(guān)的研究,綜合結(jié)論認(rèn)為,改善心肺功能的有氧運(yùn)動處方,應(yīng)符合下列條件和標(biāo)準(zhǔn):(1)運(yùn)動形態(tài):任何使用身體大肌肉群,可以長時間持續(xù)進(jìn)行,且具有節(jié)律性與有氧形態(tài)的身體活動,如:跑步、步行、游泳、溜冰、騎腳踏車、劃船、越野滑雪、跳繩及多種耐力型的運(yùn)動。(2)運(yùn)動強(qiáng)度:以脈搏數(shù)作為指標(biāo),運(yùn)動時人體的每分鐘脈搏數(shù)應(yīng)達(dá)到最大脈搏數(shù)(可以用220減去個人的年齡作為預(yù)測)的70%~90%,這樣就可以認(rèn)為是進(jìn)行有氧運(yùn)動最合適的運(yùn)動強(qiáng)度。如一位40歲的正常人,他的最大脈搏數(shù)預(yù)測值為168次,而他合適的運(yùn)動強(qiáng)度應(yīng)是運(yùn)動脈搏數(shù)在每分鐘126次(180次×70%)與162次(180次×90%)之間。超出這個范圍即表示運(yùn)動強(qiáng)度不足或太強(qiáng)了。(3)運(yùn)動持續(xù)時間:依前所述的運(yùn)動強(qiáng)度持續(xù)進(jìn)行20~60min。通常持續(xù)時間需與運(yùn)動強(qiáng)度相一致,如果運(yùn)動強(qiáng)度較小,則持續(xù)時間就長些;相反,運(yùn)動強(qiáng)度